分贝的定义是以 1000 Hz 下人耳能听到的最小声压为标准值,通过换算使得其值和实际感知接近线性关系。但从上面的同响度曲线图可见,几乎只有 1000 Hz 下线性关系才成立。尽管人们以这个感知为标准定义了 Phon 这个响度单位,不过它的线性也只是针对单一频率的正弦波,并且每个人也都有个体差异。而音频设备所控制的音量只是信号的强度,在理想的回放设备(比如示波器)下它应该和声压是线性关系,比如 foobar 在拖动音量条时就会明确的写出 db 值。但为了满足人耳的感知,我们使用的回放设备都是依照上图的曲线进行过调校的,而不同设备的调校又都是不同的(这就是 HiFi 的一个方面)。所以最终感知到的响度和数字音量值或音量旋钮角度之间是很难有线性关系的,除非你听的是标准正弦波,且回放设备在该频率下刚好调校得与你的耳朵线性一致才行。因为声音大小、温度这类指标,其数字对人的感受而言只代表一个序集而不是一个域。我们从小学开始学的数学中的有理数、实数都是一个数域,定义了加减乘除。但是像声音、温度,从物理上来讲,不仅是有序的,可以进行运算,但对身体感受而言,仅仅是有序的。从人类演化来讲,我们的生存更依赖于视觉,因为它能提供更多信息,逃避危险源或获得食物,而听觉就没那么重要了,所以在演化过程中,神经分布,脑部分区就存在差异。当然我相信,如果在人类演化期间,听觉占主要信息,现在的我们对听觉做到线性感受也很简单。
考虑到分贝的定义比较复杂,我们用温度来代为解释下。(1dB=0.1B,1B表示两个功率是10:1,声学的强度是声压对20微帕斯卡的比值的以十为底的对数的20倍==、)(加法)比如温度从零度到20度吸收的热量大约是从零度到10度的两倍,这是可以比的。但是不能说20度的水是10度的水的两倍热。更不能是4杯25度的水加起来就是100度。(减法)又比如60度水比50读水多的热量,和10度水笔0读水多的热量差不多。但是不能说60度的水比50读的水热10度水那么热。(乘法)15度乘20度等于300度平方,有什么意思吗?(除法)30度除以10度=3.和加法一样,可以从热量角度解释,但不能说是三倍热。但是我们能知道什么?30度比10度热。而20度比10度热,却没有30度热。
温度对我们的感受而言,只是一个序集,只能用来比大小,而不能作线性的运算。声音强度也是如此。他们如此定义方便的物理研究,却不反应人的直观感受。对人感受而言,只有他们的“序”是有意义的。另外,对视觉而言,长度是可以线性的感知的,速度、加速度就很难线性感知了。面积体积也很难。(比如给你一个篮球,让你比划下两倍体积大小的球是多大?)由于人耳听觉系统非常复杂,迄今为止人类对它的生理结构和听觉特性还不能从生理解剖角度完全解释清楚。





